專利名稱：確定貯烴流體的pvt性質的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及確定貯烴流體的PVT性質，其中PVT為首字母的縮寫，指壓力、體積和溫度。PVT性質是氣-油比、API重度、粘度、飽和壓力、地層體積因子、分子量、密度及油壓縮系數(shù)。
為了測量貯烴流體的PVT性質，在貯存壓力和溫度下對貯烴流體取樣并進行分析。在書藉《石油地質工程文集》(Contributions inPetroleum Geology and Engineering)的第五卷，第三節(jié)油和天然氣的性質(Properties of Oils and Natural Gases)K.S.Pederson等，1989中給出了進行PVT分析的方法的簡要描述。這種分析可以非常準確，但需要很長的時間來完成。
盡快知道貯烴流體的PVT性質是非常重要的，優(yōu)選的是當油井鉆好后即刻得知。因為這以后仍有可能考慮實際PVT性質而調節(jié)生產和地面設備的設計。
申請人已經發(fā)現(xiàn)在貯油的PVT性質和壓力梯度(dp/dz)之間存在經驗關聯(lián)，其中p為貯油中的流體壓力，z為實際的垂直深度。由于壓力梯度可以在鉆井完成后直接確定，因此可能盡早得到PVT性質。
因此，按照本發(fā)明，提供了一種確定貯烴流體原位PVT性質中至少一項的方法，所述貯烴流體存在于被鉆孔貫穿的載烴地層(formationlayer)中，所述方法包括以下步驟a)計算沿著載烴地層的壓力梯度；以及b)利用經驗關聯(lián)由壓力梯度確定原位PVT性質，而所述關聯(lián)是作為壓力梯度的函數(shù)擬合通過以前所得到的數(shù)據(jù)點的曲線得到的，這些數(shù)據(jù)點包括測量的PVT性質。
下面將參照附圖通過實施例更詳細地描述本方法，其中，

圖1給出了y-軸上以標準立方英尺/標準桶為單位的氣-油比作為x-軸上以磅/平方英寸/英尺為單位的壓力梯度(在原位壓力和溫度下)的函數(shù)；圖2給出了y-軸上以°API為單位的API重度作為x-軸上以磅/平方英寸/英尺為單位的壓力梯度(在原位壓力和溫度下)的函數(shù)；圖3給出了y-軸上以厘泊為單位的粘度(在原位壓力和溫度下)作為x-軸上以磅/平方英寸/英尺為單位的壓力梯度(在原位壓力和溫度下)的函數(shù)；圖4給出了y-軸上以磅/平方英寸為單位的飽和壓力絕對值作為x-軸上以磅/平方英寸/英尺為單位的壓力梯度(在原位壓力和溫度下)的函數(shù)；圖5給出了y-軸上的地層體積因子、油作為x-軸上以磅/平方英寸/英尺為單位的壓力梯度(在原位壓力和溫度下)的函數(shù)；以及圖6給出了y-軸上的分子量作為x-軸上以磅/平方英寸/英尺為單位的壓力梯度(在原位壓力和溫度下)的函數(shù)。
參照附圖，我們以相反的順序討論本發(fā)明確定原位PVT性質中至少一項的方法，其中我們最開始討論經驗關聯(lián)是如何得到的。
圖1-6所示的曲線給出了擬合數(shù)據(jù)點i2、i3和i4得到的經驗關聯(lián)即線i1，其中i為圖的編號(i＝1-6)，這些數(shù)據(jù)點由同一地理區(qū)域的貯油中取樣得到。為了更清楚，并不是所有的數(shù)據(jù)點都標上了參考標記。
數(shù)據(jù)點按如下過程得到。首先對含有貯烴流體的地層鉆井。然后利用測井電纜將一個工具降低到該地層中一組位置中的第一個。所述工具包括一個中心管道和一個流體接收器，所述中心管道具有入口并配有壓力探頭，所述流體接收器具有對著中心管道打開的入口。在該位置將一個帶有出口的探針延伸進入地層中，所述探針的出口與中心管道的入口直接流體連通，從而使地層和中心管道入口之間形成專門的流體連通。然后使地層流體進入流體接收器，并測量壓力積累值。所需要的流體壓力是針對該位置壓力積累結束時的壓力。
然后將所述工具移動到下一個位置，再次測量流體壓力積累，從而得到所述位置的流體壓力，如此重復直到所有位置的全部流體壓力均已確定為止。利用這些確定壓力梯度。
然后對貯烴流體采樣，在實驗室內在貯烴條件下測量樣品的PVT性質。這些測量值給出圖1-6中的數(shù)據(jù)點。
為了得到所有的數(shù)據(jù)點，在同一地理區(qū)域針對多個井收集并分析這些數(shù)據(jù)。
然后針對各項PVT性質通過這些數(shù)據(jù)擬合曲線，令人驚奇地，這些數(shù)據(jù)擬合得相當精確，吻合度R2大于0.9，其中R2=(Σi=1n(xi-x)(yi-y))2Σi=1n(xi-x)2Σi=1n(yi-y)2]]>其中n為數(shù)據(jù)點的個數(shù)，(x1，...，xn)為一組壓力梯度，x為平均壓力梯度，(y1，...，yn)為一組PVT性質的測量值，y為平均PVT性質。R2為相關系數(shù)的平方。
下表給出了曲線擬合的結果。
對于其它PVT性質如密度和油壓縮系數(shù)，也可以得到關聯(lián)。
下面我們將討論如何原位確定未知貯烴流體的PVT性質，所述貯烴流體存在于被鉆孔貫穿的載烴地層中。適當?shù)?，所述載烴地層處于同一地理區(qū)域。
首先將一個工具降低到該地層中一組位置中的第一個。所述工具包括一個中心管道和一個流體接收器，所述中心管道具有入口并配有壓力探頭，所述流體接收器具有一個對著中心管道打開的入口。在該位置將一個帶有出口的探針延伸進入地層中，所述探針的出口與中心管道的入口直接流體連通，從而使地層和中心管道入口之間形成專門的流體連通。然后使地層流體進入流體接收器，并測量壓力積累值。所需要的流體壓力是針對該位置壓力積累結束時的壓力。
然后將所述工具移動到下一個位置，再次測量壓力積累，從而得到所述位置的流體壓力，如此重復直到所有位置的全部流體壓力均已確定為止。利用這些計算壓力梯度。
然后利用壓力梯度通過經驗關聯(lián)得到所需要的PVT性質。
這表明利用本發(fā)明的方法可以達到好的精度。
當貯烴流體為所謂的重油即相當粘時，獲得貯烴流體的代表性樣品將會很難。為了獲得具有代表性的樣品，形成專門的流體連通的步驟進一步包括啟動設置在探針附近的加熱設備以加熱地層流體。
適當?shù)?，將探針與一個組件中的封隔器(packer)墊相連，并且加熱設備就設置在該封隔器墊中。另外可將加熱設備設置在所述工具上。所述加熱設備可以是產生微波、光波或紅外波的設備。所述加熱設備也可以是電加熱器、化學加熱器或核加熱器。
盡管已經參照一個開孔討論了本發(fā)明，但本發(fā)明也可以用于加套孔。在這種情況下，計算沿著載烴地層的壓力梯度從形成多組孔開始，這些孔穿過套管壁進入地層中。然后在加套鉆孔中將所述工具降低到第一組孔處。所述工具進一步配有在中心管道入口的任一側設置的上部和下部封隔器，其中上部和下部封隔器之間的距離大于孔組的高度，并且其中相鄰孔組之間的間隔至少等于最長封隔器的長度。設置封隔器從而使孔組跨在封隔器之間。然后使地層流體進入流體接收器，測量壓力累積值，并確定流體壓力。然后在下一組孔附近設置所述工具，并測量流體壓力，如此重復直到預先確定的位置個數(shù)的流體壓力均已測量為止。由這些流體壓力及套管組實際的垂直深度計算壓力梯度。
權利要求
1.一種確定貯烴流體原位PVT性質中至少一項的方法，所述貯烴流體存在于被鉆孔貫穿的載烴地層中，所述方法包括以下步驟a)計算沿著載烴地層的壓力梯度；以及b)利用經驗關聯(lián)由壓力梯度確定原位PVT性質，而所述關聯(lián)是作為壓力梯度的函數(shù)擬合通過以前所得到的數(shù)據(jù)點的曲線得到的，這些數(shù)據(jù)點包括測量的PVT性質。
2.權利要求1的方法，其中按步驟a)計算沿著載烴地層的壓力梯度的步驟包括如下步驟a1)將一個工具降低到地層中一組位置中的第一個，所述工具包括一個中心管道和一個流體接收器，所述中心管道具有入口并配有壓力探頭，所述流體接收器具有一個對著中心管道打開的入口；a2)在地層和中心管道入口之間形成專門的流體連通；a3)使地層流體進入流體接收器，并測量壓力積累值，直到所測得的壓力不再變化為止，從而得到流體壓力；a4)將所述工具移動到下一個位置，并測量所述位置的流體壓力，如此重復直到所有位置的全部流體壓力均已測量為止；以及a5)計算壓力梯度。
3.權利要求2的方法，其中在地層和中心管道入口之間形成專門的流體連通包括將一個探針延伸入地層中，所述探針的出口與所述工具的中心管道的入口直接流體連通。
4.權利要求3的方法，其中形成專門的流體連通進一步包括啟動設置在探針附近的加熱設備以加熱地層流體。
5.權利要求2的方法，其中所述鉆孔是加套的，并且其中按步驟a)計算沿著載烴地層的壓力梯度的步驟包括如下步驟a1)形成穿透套管壁進入地層中的多組孔；a2)在加套鉆孔中將所述工具降低至第一組孔處，所述工具進一步配有在中心管道入口的任一側設置的上部和下部封隔器，其中在上部和下部封隔器之間的距離大于孔組的高度，并且其中相鄰孔組之間的間隔至少等于最長的封隔器的長度；a3)設置封隔器從而使孔組跨在封隔器之間，使地層流體進入流體接收器，測量壓力累積值，并確定流體壓力；a4)在下一組孔附近設置所述工具，重復步驟a3)直到預先確定的位置個數(shù)的流體壓力均已測量為止；以及a5)計算壓力梯度。
全文摘要
確定貯烴流體原位PVT性質的方法，其中所述貯烴流體存在于被鉆孔貫穿的載烴地層中，所述方法包括以下步驟a)計算沿著載烴地層的壓力梯度；以及b)利用經驗關聯(lián)由壓力梯度確定原位PVT性質，而所述關聯(lián)是作為壓力梯度的函數(shù)擬合曲線(11)得到的，所述曲線(11)通過以前所得到的數(shù)據(jù)點(12、13、14)，這些數(shù)據(jù)點包括測量的PVT性質。
文檔編號G01N33/28GK1488031SQ02803890
公開日2004年4月7日 申請日期2002年1月17日 優(yōu)先權日2001年1月18日
發(fā)明者M·N·哈希姆, G·A·烏格托, M N 哈希姆, 烏格托 申請人:國際殼牌研究有限公司